Tim3和BAT3在再生障碍性贫血中免疫机制的研究进展①

贺 欣 王化泉 邵宗鸿

(天津医科大学总医院血液科,天津 300052)

再生障碍性贫血(aplastic anemia,AA)是一种以外周血全血细胞减少和骨髓造血细胞增生性降低为特征，临床上以贫血、出血和感染为主要表现的骨髓造血功能衰竭性综合征。近几年研究发现免疫因素在AA发病机制中起到更加关键的作用[1]。T细胞免疫球蛋白和黏蛋白3(T cell immunoglobulin and mucin3,Tim3)不仅可以通过下游分子Gal9对AA疾病中的特异性免疫应答进行调控，同时也在固有免疫系统中发挥保护作用[2]。另一种大分子物质HLA-B关联转录因子3(HLA-B associated transcript 3,BAT3)则是Tim3下游的1个特异性抑制因子，它既可以与Gal9结合对Tim3活性进行抑制，又能够在AA疾病中对多种固有免疫细胞的活性进行调节[3]。本文现就Tim3和BAT3在免疫系统中的作用与AA疾病关系的最新研究进展作一综述。

1 Tim3和BAT3因子简介

Tim3是Tim家族成员之一，位于人类染色体5q33.2的位置上。整个Tim蛋白家族的分子结构由胞外区、胞内区和跨膜区三部分共同组成，其胞外区不仅具有免疫球蛋白样区域，并且还包括了富含丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸的黏蛋白区域[4]。Tim3不仅可以作用于分化成熟的T淋巴细胞，还可以在多种固有免疫细胞中发挥作用[5]。半乳凝素9(Galectin9,Gal9)是能够特异性识别和结合半乳糖苷的半乳糖凝集素家族成员之一，同时也是Tim3蛋白的天然配体。研究发现Tim3在对固有免疫反应进行调节时，并没有直接作用于Gal9，而是通过与1种被称为高迁移率族蛋白B1(High-mobility group protein 1,HMGB1)的物质相结合，引起了后续的免疫应答[6]。此外，Tim3还可以与一种叫作磷脂酰丝氨酸的配体相结合，该配体主要作用于凋亡细胞，两者结合后可以对清除体内凋亡细胞和维持内环境稳定等起到一定作用[7]。

BAT3是BAG蛋白家族中的一员，全长共1 126个氨基酸。其C端具有核定位信号、N端具有富含脯氨酸的保守结构域，同时还存在着一定的泛素样结构。BAT3的主要功能是参与内质网上错误定位膜蛋白的降解和一些细胞凋亡或损伤的修复[8]。研究发现BAT3与人体的免疫应答也有关联，并在T淋巴细胞和一些固有免疫细胞中均检测到了BAT3基因的表达[9]。

2 Tim3和BAT3在AA中的免疫作用进展

2.1Tim3和BAT3在T淋巴细胞中的作用 T淋巴细胞尤其是CD4+T细胞免疫功能紊乱已经成为AA发病的最核心免疫因素。研究发现辅助性T细胞(T helper cells,Th)中的Th1细胞在AA疾病中增多而Th2细胞变化不明显，因此Th1/Th2细胞比例出现失衡，并且说明了Th1细胞在AA的免疫机制中占有更加重要的地位[10]。另外一组功能相互拮抗的Th17和调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)同样可以维持免疫平衡。研究发现IL-17可以加速造血干祖细胞的凋亡，并抑制了造血细胞集落的形成[11]。又有研究发现AA患者的骨髓和外周血中Treg细胞及其标志性蛋白Foxp3等表达均有降低[12]。

Tim3作为一种表达在T淋巴细胞膜上的特异性抑制蛋白，受转录因子T-bet调节后可以抑制后续Th1细胞的增殖[13]。有研究发现重型AA患者CD4+T细胞中Tim3蛋白的mRNA表达水平与正常组相比出现一定程度降低，当对该疾病进行治疗后发现CD4+T细胞中Tim3蛋白的mRNA表达水平较之前患者相比有所恢复[14]。尤其是Tim3在与其配体Gal9结合之后，不仅直接下调Th1型免疫反应，同时还可以诱导Th17细胞的凋亡并阻止IL-17等细胞因子的释放[15]。Tim3与Gal9相结合后Th1和Th17细胞的扩增同时发生了抑制，并且Th1细胞中Tim3的mRNA转录数量高于Th17细胞[16]。除此之外，Tim3与Gal9结合之后还可以上调Treg细胞的表达。在体外细胞培养中阻断Tim3和Gal9通路后，Treg细胞与正常对照组相比更容易发生凋亡[17]。而BAT3作为Tim3的特异性抑制因子，同时也能够与Gal9结合并最终抑制了Tim3在各种T淋巴细胞中的活性。BAT3可以通过与Gal9因子的胞内段尾部结合的方式促进了Th1细胞的增殖和激活[18]。BAT3可以抵抗Tim3和Gal9信号通路对AA疾病的抑制作用[19]。并且BAT3还可以通过与Treg细胞分泌的TGF-β因子相结合，进一步对Treg细胞及其后续免疫反应进行调控[20]。

除此之外AA患者CD4+T淋巴细胞数量减少，CD8+T淋巴细胞数量增加，CD4+/CD8+T细胞比值相对有所降低[21]。而Tim3在特异性免疫应答中还可以起到诱导CD8+T细胞耗竭的作用。有研究在AA疾病模型中发现，Tim3和Gal9结合后诱导了CD8+T细胞功能的耗竭，当应用Tim3阻断剂之后可以恢复CD8+T细胞的功能[22]。并且高表达Tim3的Treg细胞可以通过促进IL-10等因子的分泌从而调控了CD8+T细胞的增殖[23]。而Tim3的下游因子Gal9也对CD8+T细胞起到抑制作用。Gal9表达上调时可致CD8+T细胞的免疫活性减弱，而Gal9基因敲除的小鼠CD8+T细胞的免疫活性则相对较强[24]。同时，Gal9还可以通过活化Caspase8等信号途径间接诱导了CD8+T细胞的凋亡[25]。

2.2Tim3和BAT3在DC细胞中的作用 AA患者的重要特征之一就是骨髓内髓样DC细胞(myeloid dendritic cells,mDC)数量增多，浆细胞样DC细胞(plasmacytoid dendritic cells,pDC)的数量则变化不大，因此推测AA疾病中mDC/pDC细胞的比例出现了失衡[26]。Tim3作为适应性免疫调控的重要因子，也可以作用于一些固有免疫细胞从而间接参与后续免疫应答。有研究在AA疾病的动物模型中提取DC细胞，并发现其内部有Tim3过表达的现象，而正常组DC细胞中Tim3的表达率则相对较低[27]。Tim3与HMGB1配体结合后可以直接介导DC细胞进行内吞作用，从而更好地对抗原等物质进行吞噬和清除[28]。有关BAT3和固有免疫细胞之间的关系近年来也有了很大进展。未成熟DC细胞自身分泌的BAT3可以作用于NK细胞并使NK细胞发生活化，从而引发固有免疫杀伤效应[29]。在AA患者体外培养的DC细胞中发现其可以释放含有BAT3的外泌体，该外泌体不仅可以调节DC细胞的成熟和增殖，并且对巨噬细胞和NK细胞都具有一定的激活作用[30]。

2.3Tim3和BAT3在巨噬细胞中的作用 位于骨髓内的巨噬细胞不仅功能活跃，还可以表达与造血相关的多种细胞因子，因此在血细胞的生成中具有重要调节作用。尤其是与替代激活型巨噬细胞(M2型)相比，经典活化型巨噬细胞(M1型)在AA的发病中可以起到更加关键作用。人体内的Tim3和BAT3均可以对巨噬细胞进行免疫应答方面的调控。Tim3可以持续表达于M2型巨噬细胞，从而抑制了IL-12等炎性因子的产生[31]。在AA疾病的小鼠模型中注入Tim3因子之后，结果显示，巨噬细胞的数量增加并且活化水平也有提高，提示，Tim3可能通过调控巨噬细胞功能等方式影响了AA疾病的进展[32]。Tim3可以降低M1型巨噬细胞的极化，并减轻了AA疾病中M1型巨噬细胞的浸润[33]。并且Tim3的特异性配体Gal9对巨噬细胞分泌的TNF-α、IL-12、IL-1β等促炎因子或是CCL等趋化因子的表达也具有抑制作用[34]。BAT3因子主要通过调节MHC类因子Ⅰ和Ⅱ的表达从而提高了巨噬细胞的增殖和活性[35]。BAT3参与下调M1型巨噬细胞中促炎因子的释放，从而使AA患者的造血干细胞功能有所好转[36]。M2型巨噬细胞可以合成并分泌BAT3，并对IFN-γ等Th1型免疫因子的表达进行控制[37]。

2.4Tim3和BAT3在NK细胞中作用 NK细胞具有强大的细胞毒性和直接杀伤作用，并且自身还可以分泌多种趋化因子共同参与免疫系统的调节[38]。在AA患者的外周血和骨髓中提取NK细胞，发现其数量与正常对照组相比下降，说明NK细胞在AA疾病的发生发展中具有很大程度关联[39]。Tim3同样在NK细胞中表达，并且NK细胞中Tim3的表达量还可以反应AA疾病的损伤和恶化程度[40]。有研究发现Tim3在NK细胞中主要依赖其与下游因子HMGB1的结合，该通路抑制了IL-1β和IL-12等炎性因子的产生，进而更好的发挥了固有免疫系统的保护作用[41]。又有研究发现未经重度AA治疗的患者NK细胞中Tim3表达较低，免疫抑制治疗后Tim3的表达恢复正常。因此我们推测NK细胞上Tim3的低表达可能导致重度AA患者NK细胞的功能障碍[42]。而BAT3作为固有免疫调控分子中的一种，可以直接通过细胞表面毒性受体对NK细胞的毒性进行调节[43]。最近在AA疾病的体外研究中发现未成熟DC细胞分泌的BAT3可以与MHCⅠ类分子相结合，同时激活了NK细胞的增殖[44]。

3 小结与展望

AA是一种以骨髓造血功能衰竭为主要特征的血液系统重症，近几年临床使用免疫抑制剂治疗AA取得了良好的疗效。Tim3作为一种重要的免疫调节蛋白，可以与特异性配体Gal9结合后诱导Th1细胞的凋亡，阻止了Th1和Th17细胞因子的释放，并且上调了Treg细胞的表达。同时Tim3还可以在固有免疫反应中促进DC细胞的成熟，增强巨噬细胞和NK细胞的活性。而BAT3作为Tim3和Gal9的共同抑制因子，在适应性免疫系统中也起到重要调控作用，并且更好地参与了AA疾病中固有免疫应答的调节。因此Tim3和BAT3这两种免疫因子有望更好的阐明AA的具体发病机制，并为AA疾病的防治提供新的靶点和方向。